CN108856666A - 不锈钢用连铸保护渣及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金辅料技术领域，具体涉及一种不锈钢用连铸保护渣及其制备方法，所述保护渣由以下重量份原料制成：玻璃粉6.0‑8.0份、硅灰石30.0‑36.0份、碳酸锂3.0‑5.0份、碳酸锰2.0‑4.0份、碳黑3.5‑4.5份、萤石4.0‑6.0份、水泥熟料4.0‑6.0份、方解石2.0‑4.0份、氟化钠5.5‑7.5份、苏打水5.0‑7.0份、铝矾土1.0‑2.5份、轻烧镁砂2.0‑3.0份、钠长石3.0‑4.5份、粘合剂1.0‑2.0份。本发明制备的保护渣导热系数小、稳定性和保温性好，可以提高双相不锈钢连铸坯的表面质量。

Description

不锈钢用连铸保护渣及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金辅料技术领域，具体涉及一种不锈钢用连铸保护渣及其制备方法。
背景技术
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称不锈耐酸钢，其主要包括奥氏体、铁素体、马氏体及双相不锈钢等。由于其具有许多优良的性能，被广泛应用于能源环保、化工石油和核电等工业。
双相不锈钢是指钢的室温组织为奥氏体和铁素体两相组织的不锈钢。双相不锈钢与碳钢相比，热膨胀系数较高，高温时收缩能力强，导热系数较小且连铸坯在冷却凝固时凝固坯壳内外温度梯度较大。另外，双相不锈钢中易氧化合金元素也较多且含量高，另外夹杂物种类也多，因此，双相不锈钢在连铸生产过程中凝固坯壳厚度很容易不均匀，导致铸坯表面产生凹陷和裂纹等缺陷，恶化连铸坯表面质量。为了克服双相不锈钢凝固过程中收缩大、易产生裂纹等问题，保证双相不锈钢的洁净度和浇铸顺行，要求双相不锈钢连铸用保护渣要具有较低的传热能力、较好的润滑性、稳定性和保温性，即保证保护渣高温物化性能的稳定。
发明内容
本发明主要提供了一种不锈钢用连铸保护渣及其制备方法，该保护渣导热系数小、稳定性和保温性好，可以提高双相不锈钢连铸坯的表面质量。其技术方案如下：
一种不锈钢用连铸保护渣，所述保护渣由以下重量份原料制成：玻璃粉6.0-8.0份、硅灰石30.0-36.0份、碳酸锂3.0-5.0份、碳酸锰2.0-4.0份、碳黑3.5-4.5份、萤石4.0-6.0份、水泥熟料4.0-6.0份、方解石2.0-4.0份、氟化钠5.5-7.5份、苏打水5.0-7.0份、铝矾土1.0-2.5份、轻烧镁砂2.0-3.0份、钠长石3.0-4.5份、粘合剂1.0-2.0份。
优选的，所述保护渣包括以下重量百分比组分：CaO 36.5-38.5％、SiO2 24.0-26.0％、Al2O3 3.0-5.0％、MgO 1.0-2.0％、MnO 1.0-3.0％、Na2O 2.0-4.0％、Li2O 1.0-1.5％、F-5.0-7.0％、Fe2O3≤2.0％、C固 1.5-3.0％、挥发分8.0-13.0％，余量为杂质。
优选的，所述挥发分为CO2。
优选的，所述保护渣的碱度为1.21-1.44，熔点为1030-1180℃，1300℃下粘度为0.12-0.25Pa·S，熔化速率为25-40S。
一种上述不锈钢用连铸保护渣的制备方法，包括以下步骤：将配方量的各原料粉碎成细粉，加入清水球磨，在炉内熔化后水淬、干燥、粉碎处理，在喷雾造粒塔内制成中空颗粒状保护渣。
本发明保护渣组分的设计原则如下：
CaO：是碱性氧化物，调节保护渣碱度的主要组分，高碱度保护渣能提高溶解及吸收不锈钢中夹杂物的速度，但碱性过大时对保护渣的润滑效果不利。碱度是溶解非金属夹杂物能力和影响保护渣粘度的主要因素，是衡量保护渣性能的重要参数。
SiO2：能够改善玻璃体的分化倾向，SiO2的增加可提高保护渣的传热性，降低保护渣析晶性能，对保护渣的润滑效果有利。
Al2O3：为酸性氧化物，能调节保护渣的碱度，能提高溶解及吸收钢中夹杂物的速度，可影响保护渣的粘度和结晶倾向。
MgO：可适当调节保护渣的碱度，可在降低保护渣的粘度、凝固点和活化能的同时，提高结晶器保护渣的化学稳定性，改善保护渣的流动性能。
MnO：为两性氧化物。碱度低时，过量Mn0会使保护渣膜的透明度和导温系数降低；碱度高时，保护渣膜中有少量含锰矿物析出。
Li2O：适量的Li2O能提高保护渣的熔化速度，增强保护渣的传热稳定性和均匀性。
Na2O：过量的Na2O可降低保护渣的凝固温度，抑制保护渣析晶，降低保护渣结晶温度。
F-：F-在结晶器保护渣中主要起破网物作用，对保护渣的粘度影响较大，过量的F-会加速侵蚀破坏浸入式水口，且挥发的氟蒸汽还会影响铸坯表面质量，渣中的F-溶于水会造成环境污染且腐蚀设备。
C固：保护渣中加入固定碳可有效控制渣的熔速和保证液渣供给。
挥发分：挥发分为CO2，存在于碳酸锂和碳酸锰等材料中。如在不锈钢浇铸过程中遇到高温，碳酸锂和碳酸锰等会分解出气体CO2，可有效降低与钢液接触氧的分压，能防止钢液二次氧化。
采用上述方案，本发明具有以下优点：
本发明通过多种成分合用，使保护渣的传热均匀性和润滑效果良好，熔渣层保持稳定且熔化均匀，解决铸坯在结晶器内易结壳、夹渣、卷渣、表面粘渣、裂纹、振痕深及粘结漏钢等问题，使所浇注的双相不锈钢铸坯表面无清理率均为98％以上，双相不锈钢铸坯皮下及内部质量良好。
具体实施方式
以下实施例中的实验方法如无特殊规定，均为常规方法，所涉及的实验试剂及材料如无特殊规定均为常规生化试剂和材料。
实施例1-13
实施例1-13中保护渣的化学成分见表1所示，各原料组成见表2所示。保护渣的具体加工工艺如下：
根据本发明所设定的化学成分范围，将各种原料粉碎成细粉，然后配入清水，接着再球磨，在具有水冷炉壁的无炉衬炉子内熔化后经水淬、干燥、粉碎，在喷雾造粒塔内制成中空颗粒状保护渣。
表1实施例1-13制得的保护渣的化学成分(wt％)
说明：保护渣成分之和小于100％，其余为杂质元素含量。
表2实施例1-13制得的保护渣的各种原料化学成分(份)
应用试验：某公司浇铸双相不锈钢时，采用本发明实施例1-13制得的保护渣，其性能参数试验结果见表4，表3为连铸坯试验条件，表5为保护渣使用后连铸坯质量测定统计平均数据。
表3连铸坯试验条件
表4实施例1-13制得的保护渣的碱度、熔点和粘度等性能
表5实施例1-13制得的保护渣在连铸使用后测定的统计平均数据
注：由表5可知，连铸坯液渣层厚度适中，均保持在9-12mm，吨钢渣耗量在0.27-0.38kg/t，使用本发明的保护渣后连铸坯边部凹陷率降低了11.0-19.4％，表面纵裂纹、振痕和夹渣等明显降低，达到了确保钢厂连铸工艺顺行和提高铸坯质量的目的。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种不锈钢用连铸保护渣，所述保护渣由以下重量份原料制成：玻璃粉6.0-8.0份、硅灰石30.0-36.0份、碳酸锂3.0-5.0份、碳酸锰2.0-4.0份、碳黑3.5-4.5份、萤石4.0-6.0份、水泥熟料4.0-6.0份、方解石2.0-4.0份、氟化钠5.5-7.5份、苏打水5.0-7.0份、铝矾土1.0-2.5份、轻烧镁砂2.0-3.0份、钠长石3.0-4.5份、粘合剂1.0-2.0份。
2.根据权利要求1所述的不锈钢用连铸保护渣，其特征在于：所述保护渣包括以下重量百分比组分：CaO 36.5-38.5％、SiO2 24.0-26.0％、Al2O3 3.0-5.0％、MgO 1.0-2.0％、MnO1.0-3.0％、Na2O 2.0-4.0％、Li2O 1.0-1.5％、F-5.0-7.0％、Fe2O3≤2.0％、C固1.5-3.0％、挥发分8.0-13.0％，余量为杂质。
3.根据权利要求2所述的不锈钢用连铸保护渣，其特征在于：所述挥发分为CO2。
4.根据权利要求1所述的不锈钢用连铸保护渣，其特征在于：所述保护渣的碱度为1.21-1.44，熔点为1030-1180℃，1300℃下粘度为0.12-0.25Pa·S，熔化速率为25-40S。
5.一种如权利要求3所述的不锈钢用连铸保护渣的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将配方量的各原料粉碎成细粉，加入清水球磨，在炉内熔化后水淬、干燥、粉碎处理，在喷雾造粒塔内制成中空颗粒状保护渣。
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